青春华章|与海沟深渊“较劲”:中国青年科研工作者闯入“无人地”|69精品人人人人
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中新社上海9月28日电 题:与海沟深渊“较劲”:中国青年科研工作者闯入“无人地”
作者 谢梦圆
若将珠穆朗玛峰塞进马里亚纳海沟,峰顶仍会淹没在水下2000米。当一个泡沫塑料杯被带入这11000米深渊,会承受约1100个大气压(相当于20头大象的重量),最终被压缩成坚硬的“艺术品”。这个被压扁的杯子,正是“溟渊计划”科研团队勇闯深海“生命禁区”的见证。
28日,“青春华章·共赴山海向未来”主题展演活动在上海举行。活动启幕前,记者走进上海交通大学的科研空间,探寻中国海洋科研突破背后的青年故事。
“溟渊计划”即马里亚纳海沟环境与生态研究计划。团队对马里亚纳海沟、雅浦海沟等6000米至11000米水深区域进行系统采样,取得多项全球突破:人类首次抵达雅浦海沟最深点、首次系统研究深渊生态系统、建立全球首个深渊生物大数据库并向国际开放。
“2021年前,全世界登月者有12人,去过马里亚纳海沟的仅9人,我们做的事一度比登月还难。”“溟渊计划”实验室成员、上海交通大学生命科学技术学院副研究员赵维殳坦言,深海高压下,每一次下潜都是对装备与心理的极限挑战,“舱顶掉一滴水都让人心惊胆战”。
但深海的神秘很快驱散了她的紧张。赵维殳首次下潜时,12小时全程处于黑暗中。她趴在潜器舷窗一直向外看,从入水到下潜几千米,彩色荧光生物如流星般划过漆黑海水;潜水器灯光照亮海底后,无数水母、小虾、浮游动物在水中游动。“那一刻我便知道,原本以为是高压下的‘生命禁区’,其实有黑暗中不为人知的‘生命狂欢’。”她用手机拍下这一幕,照片后来随团队论文登上国际顶级期刊《细胞》封面。
经过三年研究,团队在马里亚纳海沟底部发现了7564种微生物,其中89.4%都是未知的新物种,深渊物种的新颖性远超预期。这些采集来的样品被带回实验室研究,赵维殳和一批青年科研工作者的日常工作包括将微生物样品进行“数字化转换”,在人工智能的协助下设计适应特殊场景的蛋白质;利用菌群验证假说,比如证实部分微生物在高压下可以降解塑料和重金属等。
“我们相信这些微生物可以在地球之外的极端环境中生存。所以它们也许能改变外星环境,帮助我们重塑家园。”赵维殳说。
这些研究成果突破了该领域在国际上40年的瓶颈,从采样规模到数据分析能力,中国已实现从“跟跑”到部分“领跑”的跨越。回顾科研历程,赵维殳将科研者分为“三代”,从她上一代的白手起家、压力重重,到她下一代的机遇无限,她感受到每个科研工作者都充满干劲,“我们指导的‘00后’研究生们下潜上来后,都说还没看够”。
同样充满活力的还有研发海空连续穿越技术的“哪吒”科研团队。哪吒团队指导老师、上海交通大学研究员曾铮将团队名称定为“哪吒”,正是希望团队成员能学习哪吒百折不挠的韧性。
这支团队的科研工作者平均年龄约30岁,专注于研发海空跨域无人航行器,使其能在空中飞行、水面航行、水下潜航之间自如切换。研发的产品在国内外同类成果中,下潜深度最大、负载能力最强、海况适应范围最广。
研发过程中,最大的挑战在于如何让航行器在真实海况下稳定跨越海空界面。“在平静湖面成功率100%,到了有风有浪的南海,成功率一度只有20%。”曾铮介绍,后来团队从冲浪运动中获得灵感,首创了“冲浪算法”,感知波浪的起伏,将出海起飞成功率提升至86%,“我们坚信必须到真实环境中去试、去摔、去迭代,不能闭门造车”。(完)
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